[發(fā)明專利]海洋平臺結(jié)構(gòu)的快速振動采集儀

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210067029.2
• 申請日: 2012-03-14
• 公開（公告）號: CN102637349A
• 公開（公告）日: 2012-08-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李志剛;喻言;周雷;王潔;顏昌德;李志瑞;張傳杰
• 申請（專利權(quán)）人: 中國海洋石油總公司;海洋石油工程股份有限公司;大連理工大學(xué)
• 主分類號: G08C17/02
• 分類號: G08C17/02
• 代理公司: 天津三元專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 12203
• 代理人: 胡婉明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種海洋平臺結(jié)構(gòu)的快速振動采集儀。

背景技術(shù)

海洋平臺結(jié)構(gòu)是海上石油資源開發(fā)的重大基礎(chǔ)性設(shè)施，是海上生產(chǎn)作業(yè)和生活的基地。海洋平臺結(jié)構(gòu)長期服役在惡劣的海洋環(huán)境中，受到各種荷載及環(huán)境的影響，抗力衰減非常明顯，一旦發(fā)生事故損壞不僅會造成重大的經(jīng)濟(jì)損失與人員傷亡，還將可能造成嚴(yán)重的環(huán)境污染和社會政治影響。因此，對海洋平臺結(jié)構(gòu)進(jìn)行監(jiān)測、檢測以及可靠性的評價是十分必要的。

由于海洋平臺結(jié)構(gòu)不能中斷使用以及造價昂貴，對其進(jìn)行安全評估的方法應(yīng)該是無損或微損的。目測是通用的無損檢測方法，但是目測有其局限性，是不可靠的。其它無損檢測技術(shù)，如X光檢測、超聲檢測、工業(yè)CT等均屬于結(jié)構(gòu)局部損傷檢測方法；這些技術(shù)僅用于損傷區(qū)域已知的情況，還要求特殊的測試設(shè)備及專業(yè)技術(shù)人員；因此，這些方法對海洋平臺的檢測是不方便，并且也是昂貴的。

與上述方法相比，基于振動測試的無損檢測方法則相對簡單、成本較低。這種方法的基本原理是：利用對結(jié)構(gòu)進(jìn)行振動實測得到的數(shù)據(jù)，通過參數(shù)識別技術(shù)判斷結(jié)構(gòu)動力參數(shù)的變化，從而判定結(jié)構(gòu)有無損傷、損傷的位置和程度。

目前，對海洋平臺結(jié)構(gòu)進(jìn)行振動測試一般是利用傳感器采集結(jié)構(gòu)的各種相應(yīng)參數(shù)，結(jié)合智能算法處理采集到的數(shù)據(jù)，最后得出海洋平臺結(jié)構(gòu)的狀態(tài)和采取相應(yīng)的措施。傳感器單元在海洋平臺結(jié)構(gòu)上布置好以后就可以由振動采集儀進(jìn)行控制并開始振動數(shù)據(jù)采集，振動采集儀對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、計算以獲取海洋平臺結(jié)構(gòu)的振動情況，從而判斷海洋平臺結(jié)構(gòu)有無損傷以及損傷的位置與程度。但傳統(tǒng)的振動采集儀多存在體積龐大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價昂貴、功能無法擴(kuò)展等缺陷，給實際應(yīng)用帶來了一些問題。

隨著計算機(jī)技術(shù)的日益發(fā)展、計算機(jī)性能的日趨提高，計算機(jī)具有處理速度快、精度高、可靠性好等一系列特性，越來越受到人們的青睞，得到了廣泛的應(yīng)用。在計算機(jī)上應(yīng)用虛擬儀器技術(shù)對傳感器單元進(jìn)行控制、對振動數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，應(yīng)用嵌入式軟件對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和計算的技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)普遍，正逐漸成為儀器儀表技術(shù)的一個新的研究方向，因此將計算機(jī)技術(shù)應(yīng)用于海洋平臺結(jié)構(gòu)的快速振動采集儀，使其能夠根據(jù)振動測試的無損檢測原理并結(jié)合虛擬儀器技術(shù)而對海洋平臺結(jié)構(gòu)進(jìn)行監(jiān)測、檢測以及可靠性的評價是本發(fā)明的設(shè)計目的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的在于克服現(xiàn)有產(chǎn)品存在的上述缺點，而提供一種海洋平臺結(jié)構(gòu)的快速振動采集儀，其包括無線模塊、串口服務(wù)器及計算機(jī)，根據(jù)海洋平臺結(jié)構(gòu)自身布線困難的特點，用無線模塊控制及采集振動數(shù)據(jù)，選用串口服務(wù)器保證數(shù)據(jù)盡可能不丟失地傳輸?shù)接嬎銠C(jī)中，該計算機(jī)中裝有快速振動采集軟件，具有測試精度高、穩(wěn)定性好、計算準(zhǔn)確、功能可擴(kuò)展的功效。

本發(fā)明的目的是由以下技術(shù)方案實現(xiàn)的。

本發(fā)明海洋平臺結(jié)構(gòu)的快速振動采集儀，其特征在于：包括多個無線模塊、串口服務(wù)器以及計算機(jī)；該多個無線模塊通過串口服務(wù)器與計算機(jī)連接。

前述的海洋平臺結(jié)構(gòu)的快速振動采集儀，其特征在于：包括9個無線模塊、1個串口服務(wù)器及一臺計算機(jī)；該9個無線模塊中8個為無線數(shù)據(jù)信道模塊，1個為無線控制信道模塊，均通過該串口服務(wù)器以外設(shè)部件互連標(biāo)準(zhǔn)總線(PCI)和USB的方式與計算機(jī)連接。

前述的海洋平臺結(jié)構(gòu)的快速振動采集儀，其特征在于，所述無線模塊由帶通濾波、匹配網(wǎng)絡(luò)、射頻放大前端、射頻收發(fā)器、單片機(jī)、通用串行數(shù)據(jù)總線(UART)串行口組成；該帶通濾波、匹配網(wǎng)絡(luò)、射頻放大前端以及射頻收發(fā)器依次通過電子電路串接；該單片機(jī)是無線模塊的中央處理單元，其通過I/O口與射頻收發(fā)器連接而相互傳輸數(shù)據(jù)，以控制信號接收與發(fā)送；且單片機(jī)通過與其連接的通用串行數(shù)據(jù)總線(UART)串行口與其它設(shè)備連接，實現(xiàn)串口通信；該帶通濾波外接天線用于濾去鏡頻干擾、衰減噪聲以及提高信噪比；該匹配網(wǎng)絡(luò)供實現(xiàn)最大功率傳輸；該射頻放大前端外接偏置電路供放大射頻信號，提高發(fā)射接收功率；該射頻收發(fā)器采用調(diào)制解調(diào)方式把電信號轉(zhuǎn)換為射頻信號。

UART：Universal?Asynchronous?Receiver/Transmitter，通用異步接收、發(fā)送裝置，是一種異步串口通信協(xié)議。UART是一種通用串行數(shù)據(jù)總線，用于異步通信。該總線雙向通信，可以實現(xiàn)全雙工傳輸和接收。

前述的海洋平臺結(jié)構(gòu)的快速振動采集儀，其特征在于，所述無線模塊通用串行數(shù)據(jù)總線(UART)串行口連接的其它設(shè)備包括采用外設(shè)部件互連標(biāo)準(zhǔn)總線(PCI)和USB方式的串口服務(wù)器。